干法直投塑料改性剂沥青路面养护技术研究

郭根才

(泉州市公路局，泉州 362000)

1 引言

随着道路交通运输行业的迅速发展， 原本铺筑的水泥路面已不能满足现阶段使用，路面出现一系列破损，为了使行驶更加顺畅、 减少交通事故、 增加道路的使用寿命，同时为了响应“十三五”规划，本项目将依托福建地区某公路部分路段“白+黑”路面进行改造[1]，引入环保沥青混凝土路面铺筑技术， 对热沥青混合料体系的黑色化结构工艺热沥青混合料中应用高强度的塑料类直投式改性剂MPE 进行了试验研究。

2 工程概况

永春县呈祥柴桥头至雪山部队公路路面是在原有水泥混凝土路面的基础上进行了“白加黑”的加铺，由于受行车荷载、温度、养护等多重因素作用，出现了横缝、纵缝、龟裂、坑洞、断板、接缝破损、板边及板角破损、伸缩缝破损、麻面露骨、抗滑能力不足等一系列病害，路面凹凸不平，已严重影响到了车辆的通行(如图1 所示)。 该公路部分路段项目路线总长12.7224km， 此公路共包括五个试验路段， 其中某试验段引进试验了热沥青混合料体系的黑色化结构工艺， 热沥青混合料中采用了高强度的塑料类直投式改性剂MPE 改性材料与直投改性工艺，铺筑修复结构层厚度为4cm。

图1 公路路面状况

3 罩面结构设计方案

该公路经过30 多年的使用， 路表面出现了各种损坏。 首先，对部分路面进行封锁、并进行清扫；其次，对路表面的损坏的进行修复处理，然后洒布粘层；在修复好的路面上加铺4cm 的热拌MPE 直投式改性SMA-13 沥青混合料。 作为表面层使用的加铺层，能够较好地耐高温、耐低温， 同时也有较好的抗滑性能， 也防止路表水的下渗，充分起到了保护道路的作用。

4 原材料及配合比设计

热拌MPE 直投式改性SMA-13 沥青混合料最佳沥青用量为6.3%， 矿料比例为：9.5～13.2mm 碎石∶4.75～9.5mm 碎石∶石屑∶矿粉=43∶35∶13∶9，MPE 用量为沥青用量的6.5%，抗剥落剂掺量为沥青用量的0.4%，木质纤维用量为沥青混合料用量的0.3%，生产配合比[2]试验结果表1、表2。

表1 MPE 直投式改性SMA-13 目标配合比设计结果

表2 MPE 直投式改性SMA-13 生产配合比设计级配

5 干法直投罩面施工工艺[3]

(1)下承层准备

沥青面层施工前，先对下承层进行清扫，清除各类杂物及散落材料，封闭作业面前后道路，减少施工带来的污染，并及时洒布粘层，为沥青上面层施工做好准备。

(2)混合料拌和

采用福建铁拓机械有限公司生产的77M 铁拓2000型间歇式沥青混合料拌和机进行拌和， 严格按照配合比上料； 集料的正常烘干， 要求烘干的集料温度不低于185℃，在拌和第一盘沥青混合料时，适当减少进入烘干筒的集料数量和提高火焰温度，保证在开机时，粗、细集料和沥青的加热温度略高于规定值， 避免第一盘温度不够；烘干后集料二次筛分与计量，并送入搅拌桶，同时从矿粉添加孔投入相应计量的MPE 及纤维稳定剂，进行干拌，干拌时间为5s(即拌合楼正常的集料下料时间5s)；干拌后喷入沥青(掺了抗剥落剂)， 沥青的温度在150℃～160℃之间，正常湿拌40～50s，混合料出料温度基本控制在160℃。

(3)混合料运输

热拌MPE 直投式改性SMA-13 装料前运输车辆应当清理干净，为防止粘结，在车箱内涂刷少量柴油作为隔离剂。装料时为防止混合料离析，应按前、后、中的顺序装料。 出厂前逐车检测混合料的温度，并用帆布覆盖保温、防尘。

(4)混合料摊铺

混合料摊铺采用非接触式平衡梁控制厚度和平整度。摊铺过程中摊铺机夯锤的振动频率控制为大于30%，以尽量提高路面的初始压实度。摊铺时摊铺机应缓慢、均匀、连续不间断作业，以提高平整度，减少混合料离析。试验段摊铺速度控制为3m/min。 摊铺时运料车在摊铺机前10～30cm 处停住，由摊铺机推动前进开始缓慢卸料，以免运料车撞击摊铺机，影响摊铺的平整度，如图2。

为防止混合料离析， 摊铺过程中保持送料螺旋均匀稳定送料， 并控制混合料的高度不少于送料螺旋的2/3高度，以保证摊铺面的均匀性。摊铺好的混合料厚度根据松铺厚度采用插入法随时量测，其中热拌MPE 直投式改性SMA-13 松铺系数为1.25。

图2 混合料摊铺

(5)压实及成型

混合料碾压配置1 台30t 轮胎压路机，1 台13t 双钢轮压路机机组合进行碾压。混合料碾压紧跟摊铺进行，以保证在较高温时碾压密实， 但要以不产生严重推移和裂缝为前提。压路机碾压要以缓慢而均匀的速度引进，碾压路线和方向不得随意改变。 折返位置需随摊铺机前进而前进，不得在同一横断面上折返，以免造成混合料推移或拥包，影响路面平整度。严禁压路机在未碾压成型的路段转向、掉头、加水或停留。 碾压过程按初压、复压、终压三个阶段进行，如图3。

图3 碾压完毕的沥青路面

初压采用13t 双钢轮压路机静压1 遍， 速度为2～3km/h，相邻碾压带重叠1/3 碾压轮宽度，碾压时由低向高碾压。 为防止粘轮， 钢轮压路机采用向碾压轮喷水方式，但要控制水量且要成雾状，以防混合料降温过快；复压紧跟在初压后开始，采用13t 双钢轮压路机静压3 遍，速度为2～3km/h，相邻碾压带重叠1/3 碾压轮宽度，碾压时由低向高碾压，要保持碾压轮清洁，有混合料粘轮时要及时清除。 终压采用13t 双钢轮压路机静压，遍数以表面无轮迹为准。

(6)开放交通

热拌MPE 直投式改性SMA-13 沥青混合料路面路表温度冷却至低于50℃后，即可开放交通。

6 冷薄层罩面路用性能检测

冷薄层罩面在铺筑后养生8h 后方可开放交通，当气温处于施工许可温度的下限范围时，时间要求更长一些。工程完工2 个月后， 对桥面铺装的冷薄层罩面进行质量检查和验收分析，试验数据见表3 及表4。

表3 沥青混凝土路面面层构造深度检测数据结果表

表4 沥青混凝土路面面层平整度检测数据结果表

7 结语

福建地区某公路部分路段通过新研究的热拌MPE直投式改性SMA-13 沥青混合料进行修复， 并通过一定的试验确定各项参数，以及合理的施工工艺，使原有的路面不管是强度还是平整度等都有了很大的提高， 也增长了道路的使用寿命。该试验段在确保性能、不增加沥青混合料改性成本的前提下，处理了回收塑料垃圾1.0 吨，减少了83%CO2排放、以及柴油、电力、导热油，证明了此该体系的黑色化方案，达到节能、环保、材料再生利用、减少CO2排放、PM2.5 的污染等问题，同时达到简化施工，使得国省道、 地方道路黑色化可以无需专用大型沥青拌合等设备。